Снижение нагрузки на лазерную схему при одновременном повышении точности измерения расстояния

Недавно разработанная технология VCSEL компании ROHM позволяет достичь большей точности в системах пространственного распознавания и измерения расстояния за счет использования систем Time Of Flight (TOF).

VCSEL стал популярным в последние годы с внедрением лазерных источников света для пространственного распознавания в планшетах и ​​распознавания лиц в смартфонах. Ожидается, что с появлением автоматизированных управляемых транспортных средств (AGV) и систем промышленного контроля, использующих распознавание жестов и форм, спрос на VCSEL возрастет.

В то же время для приложений, требующих автоматизации, требуется более короткий импульсный импульс и более высокая мощность для источника света для достижения более высокой точности измерения.

Обычно в лазерных источниках света, оснащенных VCSEL, и устройство VCSEL, и MOSFET для управления источником света отдельно устанавливаются на плате. Следовательно, длина проводки (паразитная индуктивность) между изделиями непреднамеренно влияет на выходную мощность источника света и время возбуждения, что затрудняет создание источника света, который обеспечивает высокую мощность и короткие импульсы, необходимые для высокой точности измерения.

Новая модульная технология VCSEL, разработанная ROHM, позволяет объединить элементы VCSEL и MOSFET в единый пакет. За счет минимизации длины проводки между элементами производительность каждого элемента максимизируется, что приводит к источнику света, способному работать с короткими импульсами (менее 10 нс), что снижает восприимчивость к внешнему шуму от солнечного света, обеспечивая при этом более высокую выходную мощность до 30% по сравнению с традиционными решениями.

В результате при оценке технологии модуля VCSEL компании ROHM в системах пространственного распознавания и определения дальности, состоящих из управляющей ИС, датчика TOF (светоприемный элемент) и лазерного источника света (модуль VCSEL), количество света, отраженного на датчик TOF, увеличивается. на 30% по сравнению с обычными конфигурациями, что способствует повышению точности систем TOF.

ROHM планирует выпустить свой новый модуль VCSEL в марте 2021 года для AGV на промышленном рынке и систем распознавания лиц для мобильных устройств, требующих высокой точности распознавания. Компания также продолжит разработку лазеров высокой мощности для LiDAR в транспортных средствах и других приложениях.

Инициативы ROHM для рынка лазерных источников света

ROHM разрабатывает и поставляет светодиоды, лазерные диоды Фабри-Перо и VCSEL, которые используются в лазерных принтерах, роботах-пылесосах и т. Д.

В то же время мы занимаемся исследованиями и разработками модульной технологии VCSEL, чтобы добиться более высокой производительности и максимизировать производительность элементов VCSEL, используя опыт, накопленный при коммерциализации продуктов, оснащенных оптическими устройствами.

Компания ROHM разрабатывает многофункциональные источники лазерного света, применяя вышеупомянутую технологию к источникам лазерного света и элементам, созданным в ходе исследований и разработок, что способствует повышению точности систем пространственного распознавания и определения дальности.

Дополнительная информация VCSEL Module Technology

Эта новая технология позволяет объединить элементы VCSEL и MOSFET в единый оптимизированный пакет. Чтобы максимизировать производительность элемента, паразитная индуктивность между элементами (которая пропорциональна длине проводки цепи) сводится к минимуму, что обеспечивает высокую скорость привода и более высокую выходную мощность. Это позволяет пользователям достичь как коротких импульсов (менее 10 нс), что снижает влияние внешнего шума от солнечного света, так и прибл. На 30% выше производительность по сравнению с обычными немодульными решениями.

Более того, эта технология не только снижает нагрузку на схему и занимаемую площадь благодаря монолитному форм-фактору, но также способствует большей экономии энергии за счет повышения эффективности привода за счет высокоскоростного привода и более высокой выходной мощности (обеспечивая более быструю работу при более низких напряжениях).

Терминология

VCSEL
Сокращение от «Лазер с вертикальным резонатором, излучающий поверхность». Хотя обычно он используется для связи, в последние годы он все чаще используется в качестве источника света для оптического блока в сенсорных системах.

Система TOF
Аббревиатура от Time of Flight, системы пространственных измерений, которая, как следует из названия, измеряет время полета источника света. Часто используется в системах пространственного распознавания и определения дальности.

Паразитная индуктивность
Непредусмотренный компонент катушки (индуктивность), который не отображается на принципиальной схеме и зависит от длины проводки цепи. Это явление затрудняет передачу некоторых электрических сигналов.

LiDAR
Сокращенно от Light Detection and Ranging, приложение, которое использует систему TOF (Time of Flight) (состоящую из источника света и TOF или датчика изображения) для определения условий окружающей среды.